Введение к работе
Актуальность работы. Электроэнергетика является одной из важнейших отраслей топливно-энергетического комплекса (ТЭК), оказывающих многостороннее и глубокое воздействие на социально-экономическое развитие общества и окружающую среду. Особая роль электроэнергетики в ТЭК обусловливается ее местом в технологической цата как завершающего звена в процессе производства энергии, непосредственно взаимодействующего со сферой энергопотребления и тем самым в большей мере определяющего конечную эффективность всего комплекса. В силу отмеченных обстоятельств и известной уливёрсальнисти элсктусзнер.-иа как энергоносителя на электроэнергетику возлагаются весьма сложные и ответственные функции по осуществлению маневра топливно-энергетическими ресурсами как во времени, так и .в пространстве. Электроэнергетика придает всему ТЭК единство благодаря широкой взаимозаменяемости различных видов топлива, используемых для производства электроэнергии, а также целенаправленному воздействию на структуру ТЭК путем вовлечения в энергобаланс новых источников энергии, Особенно важной становится роль электроэнергетики на переломном этапе социально-экономического развития страны, что обусловлено структурной перестройкой отраслей ТЭК при пзреходе к рыночным отношениям.
Учат указанных особенностей требует целенаправленного управления развитием электроэнергетики, обеспечивающего качественное, надежное и устойчивое энергоснабжение народного хозяйства и осуществление эффективны* изменений в территориально-производственных структурах. В то же время управление электроэнергетикой, по сравнений с большинством других отраслей, осложняется повышенной капиталоецкостыо и длительностью инве-стнциоякых процессов, что требует бодшзй заблаговременное выработки решений по ее развития и техническому перевооружению. При этой необходимо учитывать особенности электроэнергетики как физико-технической.системи, характеризующейся общность» протекающих в ней процессов.
Процесс управления развитием электроэнергетики включает многоэтапные разработки по прогнозированию и перспективному проектированию. Их общей методологической основой на совре-
ценном этапе служит системный подход, сущность которого состоит в концепции единства, целостности и развития энергетики.' Вместе с тем в последнее время проявилась известная ограниченность современных методов системных исследований в энергетике в отношении познания ее взаимодействия с процессами общественного развития и природной средой. 'Об этом предупреждал еще з 1985 р. академик Л.А.Мелектьев и свидетельствуют итоги Мелен-тьевских теоретических чтений. Необходимость развития методологии и инструментария системных исследований наиболее остро ощущается в новых условиях социально-экономического развития, в связи с формированием рыночных отношений и внедрением новых средств и механизмов управления энергетикой. Происходящие перемены, не затрагиаая, в наыем представлении, в целом осново-,, полагающих принципов системного подхода, требуют существенного изменения технологии и методов прогнозирования и управления развитием электроэнергетики. При этом во многом обесцениваются методы и модели, отвечающие концепции жестко централизованного управления народнохозяйственным комплексом унитарного государства. Становится весьма актуальной разработка новой методологии прогнозирования, адекватно отражающей политические и социально-экономические процессы, а также взаимодействие с природной средой и обеспечение экологической безопасности. В этих условиях "центр тяжести" системных исследований по обоснованию развития и размещения электроэнергетики переносится на региональный уровень. С ростом экономической самостоятельности территорий (областей, краев, республик) и развитием новых форы собственности в значительной степени расширяется круг субъектов системы управления энергетикой, представляющих региональ-нве интересы. Это требует развития методов многокритериального анализа в сочетании с элективными процедурами принятия решений, основанных на принципах достижения компромисса (консенсуса).
В рассматриваемых условиях проявляется уязвимость традиционных методов оптимизации развития электроэнергетики. Задачи исследования реальных ЭЭС при учете неопределенности и многокритериальное описываотся моделями, в которых число переменных и уравнений зачастую достигает многих сотен и тысяч. Процессы иеследссания, базирующиеся на использовании методов
математического программирования и современных ЗШ, весьма трудоемки. В то же время получаемые с их помощью результаты, как правило, быстро теряют практическую значимость при изменении внешних условий, особенно экономической ситуации. Для таких задач возникает необходимость в создании специальных методов формирования и анализа областей решений.
Отмеченные.обстоятельства обусловливают необходимость качественных изменений в методологии и технологии прогнозирования развития и размещения электроэнергетики.
Цель и задачи работы. Работа преследует две основній цели:
обоснование и разработку научно-методической базы управления развитием региональных электроэнергетических систем в новых социально-экономических условиях;
решение практических проблем, связанных с обоснованием концепции (структурной политики) я стратегии развития и размещения электроэнергетики во взаимодействии с ТЭК и с учетом региональных факторов.
Проведенные исследования были направлены на решение следующих основных задач:
-
формирование и моделирование критериев эффективности развития электроэнергетики, отражающих региональные интересы;
-
разработку методического подхода it формировании внешних условий развития злектрознергатики с учетом межотраслевых и межтерриториальных связей;
-
моделирование развития территориально-производствен-, ных систем электроэнергетики в рамках ТЭК и с учетом региональных факторов;
-
разработку методов и моделей обоснования основных параметров электроэнергетических объектов (330), включая рациональную концентраций электрогенерирующих мощностей в ЭЭС о учетом роста экологических ограничений;
-
создание методов' и моделей исследования эффективности формирования знергоснабжакщих систем в районах Севера о учетом региональных особенностей;
-
разработку принципов, методов и процедур исследования областей решений по развитию jr размещению электроэнергетики в условиях неопределенности и многбкриториальности;
-
создание моделей,и методов анализа и прогнозирования характеристик электроэнергетических объектов с учетом региональных условий; '
-
разработку методов обоснованияэффективности интеграции региональных ЭЭС в новых условиях хозяйствования,
Методы исследования. Работа базируется на методологии системных исследований в энергетике,.а также на использовании методов математического программирования, имитационного моделирования, теории вероятностей, математической статистики,теории игр, теории надежности, теории электрических цепей, экономических методов.
Научная новизна. В диссертации впервые получены и выносятся на защиту следующие основные результаты:
-
Постановка общей проблемы управления развитием и размещением электроэнергетики региона в рамках ТЭК, включая структуризацию по уровням и задачам, а также формирование основных критериев эффективности и внешних связей в новых политических и социально-экономических условиях.
-
Принципы, методы, оценочные модели и технология разработок по определенно сравнительной эффективности альтернативных вариантов ЭЭО с учетом экологических и социальных факторов и обеспечением сопоставимости технико-экономических показателей. /
-
Принципы и методы формирования базовой территориально-производственной модели региональной ЭХ во взаимодействии с ТЭК, а также ее информационного обеспечения, позволяющей рассматривать широкий спектр задач развития м технического перевооружения электроэнергетики с учетом социально-экологических факторов и региональных критериев.
-
Метода, модели и результаты обоснования рациональной концентрации генерирующих мощностей на региональном и локальном уровнях, а также единичных мощностей электростанций и агрегатов с учетом системной наделшости, экологических и энергс— строительных условий и применения прогрессивных технологий производства электроэнергии.
-
Методический подхсд к прогнозированию развития энергетики районов Севера и моделирование зон эффективности формирования энергоснабжавщих систем на базе различных типов энергоге-нерирустях источников с учетом региональных особенностей.
6. Методы исследования развития электроэнергетики в рам
ках ТЭК, основанные на имитационном подходе и обеспечивающие
моделирование внешних: условий с учетом неоднозначности исход
ной информации, проведение машинных экспериментов на базе оп
тимизационных моделей, аппроксимации основных структурных и
технико-экономических показателей энергосистем, формирование
и исследование областей решений.
-
Методы и технология макрорайонирования территории региона по совокупности условий размещения электростанций,основанные на использовании аппарата многомерной классификации наблюдений и многокритериальном анализе.
-
Модели анализа и прогнозирования показателей электроэнергетических объектов на двух информационных уровнях - энергоэкономическом и инженерно-географическом, позволяющие учесть влияние совокупности технологических, инженерно-строительных
и региональных факторов, а также временные характеристики инвестиционных процессоз.
9. Методы, технология и результаты исследований по обос
нованию развития и размещения электроэнергетики региона в ус
ловиях неопределенности с учетом адаптационных свойств, бази
рующиеся на использовании имиїационннх моделей аппроксимации
показателей ЭЭС.
10. Методы и модели формирования показателей интеграции
развития ЭЭС с учетом региональных интересов, а также резуль
таты исследований эффективности интеграции в ОЭЭС Урала.
Основные практические результаты диссертации напли применение при разработке шести методик системных исследований в энергетике, а также в многочисленных работах по развитию энергосистем Урала, Сибири и Азиатского Севера. Эти реэул.татн были использованы Отделением физико-технических проблем энергетики РАН, ИНЭИ РАН, СЭИ СО РАН, ФЭИ (г.Обнинск), институтами "Энергосетьпроеит", "Уралэнергосетьлроект", "Севзапэнергосеть-проект", "Сибэнергосетьпроект", ИЭ УрО РАН и другими организациями.
Практическая ценность диссертации состоит в научно-методической поддержке перехода на новую технологию прогнозирования и проектирования развития электроэнергетики, отвечаючу» изменившимся условиям социалы-го-эконоглического развития и хозяйствования и обеспечивающую:
повышение степени обоснованности принимаемых решений по сооругкению и техническое перевооружению электроэнергетических объектом при неопределенности и многокритериальное^ задач;
более полный учет региональных интересов, способствующий достижению консенсуса в процессе управления развитием энергетики а, следовательно, эффективной реализации энергетических программ;
сведение к необходимому минимуму объемов технологических, инженерно-строительных и проектно-изыскательских работ, благодаря сужении областей возможных решений на предпроектных стадиях;
автоматизацию научных разработок в области прогнозирования развития электроэнергетики, а также работ по проектированию энергосистем на базе информационно-моделирующих и имитационных систем.
Научная апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на Первых (1988 г.), Вторых (1991 г.) и Третьих (1993 г.) Ыеленгьавсклх теоретических чтениях, на двух международных конференциях, пяти заседаниях секций Научного Совета ОФГПЭ АН, более 30 всесоюзных (федеральных) и 15 региональных симпозиумах, конференциях и совещаниях, проходивших в 1979- -1993 гг." в Москве, Санкт-Петербурге, Иркутске, Екатеринбурге, Челябинске, Саратове, Алма-Ате, Риге, Баку, Каунасе, Киеве,. Обнинске, Тюмени, Иванове, Апатитах, Улан-Удэ.
Публикации'. По теме диссертации опубликовано более 90 печатных работ, в том числе в трех коллективных монографиях, 16 центральных журналах, 41 сборнике и в трудах симпозиумов, конференций и семинаров. Результаты работ изложены в десятках отчетов по НИР, выполненных в Институте теплофизики УрО РАН и в Уральских отдалениях институтов "Энергосетьпроект" и "Тепло-олектропроект".
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 315 страницах основного машинописного текста, 43 рисунков, 50 таблиц, списка использованных источников, включающего 273 наименованиями приложения. Общий объем работы составляет ,450, страниц.
Похожие диссертации на Научно-методические основы, методика и практика разработки показателей развития электроэнергетики во взаимодействии с топливно-энергетическим комплексом и с учетом региональных факторов
